As indústrias têxteis desempenham um importante papel na economia nacional e mundial. Entretanto, do ponto de vista ambiental, suas atividades são consideradas como potencialmente poluidoras e utilizadoras de recursos naturais. Os corantes azo reativos são os principais corantes utilizados no setor para o tingimento do algodão no Brasil e no mundo. Devido à sua baixa fixação à fibra e a variações no processo de produção, cerca de 30 % da concentração inicial utilizada nos banhos de tingimento são perdidos e vão compor o efluente final. Esses compostos apresentam uma baixa biodegradabilidade e elevada solubilidade em água e, por isso, não são completamente removidos pelos processos biológicos convencionais. Os corantes quando descartados sem tratamento adequado no corpo dágua receptor podem causar modificações estéticas, alterar a fotossíntese e a solubilidade dos gases, além de serem tóxicos e genotóxicos para a biota. Os principais objetivos do trabalho foram avaliar a toxicidade e genotoxicidade de dois diferentes corantes azo reativos (Remazol Preto B RPB e Remazol Alaranjado 3R R3AR) e a eficiência de redução da cor e toxicidade após o uso da radiação com feixe de elétrons. Também foi analisada a toxicidade dos corantes em diferentes formas químicas, que podem ser encontradas nos efluentes. Os ensaios de toxicidade aguda realizados com Vibrio fischeri, Daphnia similis e Biomphalaria glabrata evidenciaram diferentes padrões de resposta para os corantes. Os dois corantes em suas formas químicas foram levemente tóxicos para Vibrio fischeri, com exceção da forma vinilsulfona do corante RPB que foi tóxico (CE(I)5015min = 6,23 mg L-1). Nos ensaios com Daphnia similis, o corante RPB foi levemente tóxico na sua forma original, sulfatoetilsulfona (CE(I)5048h = 91,25 mg L-1) e não apresentou toxicidade nas demais formas químicas. Entretanto, o corante RA3R foi tóxico para o dafnídeo, sendo muito tóxico na forma vinilsulfona (CE(I)5048h = 0,54 mg L-1). Não foi observada toxicidade nos ensaios com o organismo Biomphalaria glabrata. A toxicidade crônica foi avaliada com o organismo Ceriodaphnia dubia e o corante RPB apresentou valores de CENO e CEO iguais a 12,5 e 25 mg L-1, respectivamente, para a forma sulfatoetilsulfona. Após a hidrólise do corante (vinilsulfona e hidroxietilsulfona) foi observado um aumento os valores obtidos de CENO e CEO. Não foi verificado efeito crônico para o corante R3AR e suas formas químicas. O teste do cometa adaptado para o caramujo Biomphalaria glabrata foi utilizado para avaliar a genotoxicidade dos corantes. O corante RPB apresentou genotoxicidade nas concentrações mais elevadas (1 e 2 g L-1), com valores de dano quantitativo de 117 e 112 e o R3AR não foi genotóxico. O uso da radiação com feixes de elétrons demonstrou eficácia na remoção da cor dos corantes. Com a dose de 10 kGy foi possível uma redução de 97,64 % para RPB e de 96,8 % para R3AR. Após irradiação do corante RPB com a dose de 10 kGy foi evidenciada uma redução de 59,52 % da toxicidade aguda avaliada com Vibrio fischeri. Nas demais doses não houve redução significativa, assim como na avaliação com Daphnia similis, onde os valores de CE(I)5048h obtidos foram menores que o corante não irradiado. O corante R3AR apresentou diminuição da toxicidade mais acentuada após a radiação quando comparado com o RPB, com reduções de 82,95 % (V. fischeri) e 71,26 % (D. similis) com 10 kGy. / The textile industries play an important role in national and global economy. But, their activities are considered potentially polluting. The use of large volumes of water and the production of colored wastewater with high organic matter are among the main issues raised, especially during the stage of dyeing and washing of the textile process. The reactive azo dyes are the main colors used in the industry for dyeing of cotton in Brazil and worldwide. Because of its low setting and variations in the fiber production process, about 30% of the initial concentration used in the dyeing baths are lost and will compose the final effluent. These compounds have a low biodegradability, are highly soluble in water and therefore are not completely removed by conventional biological processes. In addition, other processes do not promote degradation but the tranference to solid environment. The dyes discarded without treatment in the water body can cause aesthetic modifications, alter photosynthesis and gas solubility, as well as being toxic and genotoxic. The main objectives of this study were to evaluate the toxicity and genotoxicity of two reactive azo dyes (Remazol Black B - RPB and Remazol Orange 3R R3AR) and the percentage of color and toxicity reduction after the use of electron beam radiation. The acute toxicity assays performed with Vibrio fischeri, Daphnia similis and Biomphalaria glabrata showed different response patterns for dyes. The different chemical forms of dyes were slightly toxic to Vibrio fischeri and only the RPB dye (vinylsulphone) was toxic (EC5015min = 6,23 mg L-1). In tests with Daphnia similis, the dye RPB was slightly toxic in its patern form, sulphatoethylsulphone, (CE5048h = 91,25 mg L-1) and showed no toxicity in other chemical forms. However, the RA3R dye was toxic to the dafnids and the vinylsulphone form very toxic (EC5048h = 0,54 mg L-1). No toxicity was observed in Biomphalaria glabrata assays. Chronic toxicity was assessed with the organism Ceriodaphnia dubia and the NOEC and OEC values of RPB dye (sulphatoethylsulphone) were 12.5 and 25 mg L-1, respectively. After hydrolysis of the dye (vinylsulphone and hydroxyethylsulphone) was shown to increase the values obtained from the NOEC ans OEC. There was no chronic effect for the R3AR dye and its chemical forms to C. dubia. The comet assay adapted to hemocytes of Biomphalaria glabrata was used to assess the genotoxicity of the dyes. The RPB dye was genotoxic at highest concentrations (1 and 2 g L-1), with quantitative values of DNA damage equal to 117 and 112 and the R3AR dye was not genotoxic. The use of radiation with electron beams have proven effective in removing the color dyes. With a dose of 10 kGy a reduction of 97.64% and 96.8% for R3AR and RPB, respectively, was achievied. Possibly, the color removal was mainly due to the interaction of reactive species such as hydroxyl radicals generated in the radiolysis of water after the radiation beam of electrons. After radiation of the RPB dye a dose of 10 kGy reduced 59.52 % of the acute toxicity measured with Vibrio fischeri. For the other doses there was no significant reduction, as well as with Daphnia similis, where the values of EC5048h obtained were smaller than the non-irradiated dye. The R3AR dye showed better decreased toxicity after radiation when compared with the RPB, with reductions of 82.95% (V. fischeri) and 71.26% (D. similis) with 10 kGy.

As indústrias têxteis desempenham um importante papel na economia nacional e mundial. Entretanto, do ponto de vista ambiental, suas atividades são consideradas como potencialmente poluidoras e utilizadoras de recursos naturais. Os corantes azo reativos são os principais corantes utilizados no setor para o tingimento do algodão no Brasil e no mundo. Devido à sua baixa fixação à fibra e a variações no processo de produção, cerca de 30 % da concentração inicial utilizada nos banhos de tingimento são perdidos e vão compor o efluente final. Esses compostos apresentam uma baixa biodegradabilidade e elevada solubilidade em água e, por isso, não são completamente removidos pelos processos biológicos convencionais. Os corantes quando descartados sem tratamento adequado no corpo dágua receptor podem causar modificações estéticas, alterar a fotossíntese e a solubilidade dos gases, além de serem tóxicos e genotóxicos para a biota. Os principais objetivos do trabalho foram avaliar a toxicidade e genotoxicidade de dois diferentes corantes azo reativos (Remazol Preto B RPB e Remazol Alaranjado 3R R3AR) e a eficiência de redução da cor e toxicidade após o uso da radiação com feixe de elétrons. Também foi analisada a toxicidade dos corantes em diferentes formas químicas, que podem ser encontradas nos efluentes. Os ensaios de toxicidade aguda realizados com Vibrio fischeri, Daphnia similis e Biomphalaria glabrata evidenciaram diferentes padrões de resposta para os corantes. Os dois corantes em suas formas químicas foram levemente tóxicos para Vibrio fischeri, com exceção da forma vinilsulfona do corante RPB que foi tóxico (CE(I)5015min = 6,23 mg L-1). Nos ensaios com Daphnia similis, o corante RPB foi levemente tóxico na sua forma original, sulfatoetilsulfona (CE(I)5048h = 91,25 mg L-1) e não apresentou toxicidade nas demais formas químicas. Entretanto, o corante RA3R foi tóxico para o dafnídeo, sendo muito tóxico na forma vinilsulfona (CE(I)5048h = 0,54 mg L-1). Não foi observada toxicidade nos ensaios com o organismo Biomphalaria glabrata. A toxicidade crônica foi avaliada com o organismo Ceriodaphnia dubia e o corante RPB apresentou valores de CENO e CEO iguais a 12,5 e 25 mg L-1, respectivamente, para a forma sulfatoetilsulfona. Após a hidrólise do corante (vinilsulfona e hidroxietilsulfona) foi observado um aumento os valores obtidos de CENO e CEO. Não foi verificado efeito crônico para o corante R3AR e suas formas químicas. O teste do cometa adaptado para o caramujo Biomphalaria glabrata foi utilizado para avaliar a genotoxicidade dos corantes. O corante RPB apresentou genotoxicidade nas concentrações mais elevadas (1 e 2 g L-1), com valores de dano quantitativo de 117 e 112 e o R3AR não foi genotóxico. O uso da radiação com feixes de elétrons demonstrou eficácia na remoção da cor dos corantes. Com a dose de 10 kGy foi possível uma redução de 97,64 % para RPB e de 96,8 % para R3AR. Após irradiação do corante RPB com a dose de 10 kGy foi evidenciada uma redução de 59,52 % da toxicidade aguda avaliada com Vibrio fischeri. Nas demais doses não houve redução significativa, assim como na avaliação com Daphnia similis, onde os valores de CE(I)5048h obtidos foram menores que o corante não irradiado. O corante R3AR apresentou diminuição da toxicidade mais acentuada após a radiação quando comparado com o RPB, com reduções de 82,95 % (V. fischeri) e 71,26 % (D. similis) com 10 kGy. / The textile industries play an important role in national and global economy. But, their activities are considered potentially polluting. The use of large volumes of water and the production of colored wastewater with high organic matter are among the main issues raised, especially during the stage of dyeing and washing of the textile process. The reactive azo dyes are the main colors used in the industry for dyeing of cotton in Brazil and worldwide. Because of its low setting and variations in the fiber production process, about 30% of the initial concentration used in the dyeing baths are lost and will compose the final effluent. These compounds have a low biodegradability, are highly soluble in water and therefore are not completely removed by conventional biological processes. In addition, other processes do not promote degradation but the tranference to solid environment. The dyes discarded without treatment in the water body can cause aesthetic modifications, alter photosynthesis and gas solubility, as well as being toxic and genotoxic. The main objectives of this study were to evaluate the toxicity and genotoxicity of two reactive azo dyes (Remazol Black B - RPB and Remazol Orange 3R R3AR) and the percentage of color and toxicity reduction after the use of electron beam radiation. The acute toxicity assays performed with Vibrio fischeri, Daphnia similis and Biomphalaria glabrata showed different response patterns for dyes. The different chemical forms of dyes were slightly toxic to Vibrio fischeri and only the RPB dye (vinylsulphone) was toxic (EC5015min = 6,23 mg L-1). In tests with Daphnia similis, the dye RPB was slightly toxic in its patern form, sulphatoethylsulphone, (CE5048h = 91,25 mg L-1) and showed no toxicity in other chemical forms. However, the RA3R dye was toxic to the dafnids and the vinylsulphone form very toxic (EC5048h = 0,54 mg L-1). No toxicity was observed in Biomphalaria glabrata assays. Chronic toxicity was assessed with the organism Ceriodaphnia dubia and the NOEC and OEC values of RPB dye (sulphatoethylsulphone) were 12.5 and 25 mg L-1, respectively. After hydrolysis of the dye (vinylsulphone and hydroxyethylsulphone) was shown to increase the values obtained from the NOEC ans OEC. There was no chronic effect for the R3AR dye and its chemical forms to C. dubia. The comet assay adapted to hemocytes of Biomphalaria glabrata was used to assess the genotoxicity of the dyes. The RPB dye was genotoxic at highest concentrations (1 and 2 g L-1), with quantitative values of DNA damage equal to 117 and 112 and the R3AR dye was not genotoxic. The use of radiation with electron beams have proven effective in removing the color dyes. With a dose of 10 kGy a reduction of 97.64% and 96.8% for R3AR and RPB, respectively, was achievied. Possibly, the color removal was mainly due to the interaction of reactive species such as hydroxyl radicals generated in the radiolysis of water after the radiation beam of electrons. After radiation of the RPB dye a dose of 10 kGy reduced 59.52 % of the acute toxicity measured with Vibrio fischeri. For the other doses there was no significant reduction, as well as with Daphnia similis, where the values of EC5048h obtained were smaller than the non-irradiated dye. The R3AR dye showed better decreased toxicity after radiation when compared with the RPB, with reductions of 82.95% (V. fischeri) and 71.26% (D. similis) with 10 kGy.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-04-12Bitstream added on 2014-06-13T19:14:48Z : No. of bitstreams: 1 santos_gc_me_rcla.pdf: 1042770 bytes, checksum: c51bb4a8e2f788a36cdccff91889a12a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Entre as questões ambientais mais discutidas pela sociedade, está a poluição pelos diversos ramos da indústria. As indústrias têxteis estão entre os responsáveis pela contaminação, pois, muitas vezes, eliminam seus efluentes sem tratamento adequado nos mananciais, portanto, sem a completa remoção dos corantes. Os corantes azóicos são os mais utilizados pela indústria têxtil e são caracterizados pela presença de grupos azo (N=N). Dos vários métodos de tratamento de efluentes existentes, o tratamento biológico tem sido amplamente estudado. Buscando uma maneira de melhorar o tratamento biológico, o presente trabalho teve como objetivo comparar a capacidade de biossorção e biodegradação do corante azóico Direct Blue 71 em solução pelos fungos Phanerochaete chrysosporium e Aspergillus oryzae, na forma paramorfogênica. Para isso utilizou-se uma solução de corante DB71 a 100 μg/mL. Foram realizados testes de biossorção, por um período de 2 horas, com cinco diferentes concentrações de biomassa e três valores de pH, 2.5, 4.5 e 6.5, sendo que o pH 2.5 proporcionou a melhor condição para a biossorção. A adsorção do corante pela parede celular de ambos os fungos foi avaliado com o auxílio das isotermas de Freundlich, modelo seguido por P. chrysosporium, e Langmuir, seguido por A. oryzae. Para os testes de biodegradação, por 240 horas, utilizou-se apenas uma concentração de biomassa. Com espectrofotometria UV-VIS foi possível determinar porcentagem de descoloração e absorbância relativa do corante após realização dos testes de biossorção e biodegradação, respectivamente. Análises de FTIR permitiram a identificação de moléculas presentes na solução antes e após a biodegradação. Com A. oryzae obteve-se os melhores resultados de biossorção e biodegradação. Contudo, P. chrysosporium também se mostrou eficiente para os tratamentos... / Among many environmental issues discussed in society, all sorts of pollution from industrial branches arise as an important matter. Textile industries are responsible by such contamination, since they often eliminate their effluents in the environment without proper treatment, therefore, without complete dye removal. Azo dyes are frequently used in textile industry and characterized by the presence of azo groups (N = N). Of the various methods of wastewater treatment available, biological treatment has been extensively studied. Thus, to improve biological treatment in textile industries, this study aimed to compare the ability of biosorption and biodegradation of Azo dye Direct Blue 71 solution by Phanerochaete chrysosporium and Aspergillus oryzae fungi in paramorfogenic form. In order to achieve this, a 100 μg/mL DB7 dye solution was used. Biosorption tests were performed within two hours with five different biomass concentrations and three pH values, 2.5, 4.5 and 6.5. It was observed that pH 2.5 solutions presented best biosorption conditions. The dye adsorption through studied fungi cell wall was evaluated with the Freundlich isotherm model for P. chrysosporium, and Langmuir for A. oryzae. For the biodegradation tests in 240 hours, it was used only one biomass concentration. Through an UV-VIS spectrophotometry the percentage of relative absorbance and dye discoloration was determined after biosorption and biodegradation tests respectively. FTIR analysis allowed molecular compounds identification in solution before and after biodegradation. The best results were obtained with A. oryzae in both biosorption and biodegradation. Yet even then P. chrysosporium was also efficient in all treatments. Hence, both A. oryzae and P. chrysosporium have great potential of dye removal in wastewaters. These results may contribute to improve effluent treatment systems in textile industries.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao RAILSON DA CUNHA FERREIRA.pdf: 1000257 bytes, checksum: 27800981d5c5e7d5164de83e74ae726e (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The adsorption is widely used for the treatment of textile effluents and with the high cost of conventional adsorbents search becoming more alternative adsorbents, efficient and cheaper. The maranhense clay treated with inorganic acid, in this study of hydrochloric acid, was applied to the removal of textile dyes crystal violet (CV) and turquoise blue (TB). We investigated the adsorptive effect of parameters such pH, temperature, concentration of dyes and contact time in the adsorption process as the kinetic, and thermodynamic parameters of isothermal adsorption. The adsorbent was characterized by analysis in the infrared (IR), X-ray diffraction (XRD), point of zero charge (PZC) and chemical composition analysis by X-ray fluorescence (XRF). The kinetic data were best represented by the kinetic model of pseudosecond order and the adsorption isotherms by the Sips isotherm model. The maximum adsorption capacity of the treated clay was 103.02 mg gˉ¹ for crystal violet and 97.91 mg gˉ¹for the turquoise blue. The thermodynamic parameters showed that the adsorption process is endothermic (ΔHºads positive), spontaneous and favorable (ΔG°ads negative) and also presented randomness of the system (ΔS⁰ads positive). The maranhense treated clay proved to be a good adsorbent for low cost, easy to purchase and can be used in the adsorption process. / A adsorção é bastante empregada no tratamento de efluentes têxteis e com o elevado custo dos adsorventes convencionais busca-se cada vez mais adsorventes alternativos, eficientes e mais baratos. A argila maranhense tratada com ácido inorgânico, no caso deste estudo o ácido clorídrico, foi aplicada na remoção dos corantes têxteis violeta cristal (VC) e azul turquesa (AT). Investigou-se o efeito adsortivo dos parâmetros tais como pH, temperatura, concentração dos corantes e tempo de contato no processo de adsorção, assim como os parâmetros cinéticos, isotérmicos e termodinâmicos de adsorção. O adsorvente foi caracterizado por análise na região do infravermelho (IR), difração de raios-X (XRD), ponto de carga zero (PCZ) e análise da composição química por fluorescência de raios-X (XRF). Os dados cinéticos foram melhores representados pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem e as isotermas de adsorção pelo modelo isotérmico de Sips. A capacidade máxima de adsorção da argila tratada foi de 103,02 mg gˉ¹ para o violeta cristal e 97,91 mg gˉ¹ para o azul turquesa. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção mostraram que o processo é endotérmico (ΔHºads positivo), espontâneo e favorável (ΔGºads negativo) e apresentou também aleatoriedade do sistema (ΔSads positivo). A argila maranhense tratada se mostrou ser um bom adsorvente de baixo custo, de fácil aquisição e que pode ser empregada no processo de adsorção.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO ROBERTO PEREIRA DA SILVA.pdf: 972230 bytes, checksum: c95b4a45f2167cc6018586ac7f1e5b83 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / The adsorption technique has been widely used in the treatment of textile effluents, particularly in the adsorption of dyes from various chemical classes using alternative materials and low cost. In this study we investigated the adsorptive potential of a mineral clay (zeolite maranhense) is treated with hydrochloric acid in removal of cationic textile dyes crystal violet (CV) and methylene blue (MB) in an aqueous medium. For both effects were studied parameters such as pH, temperature and contact time, and studies of the kinetic, and thermodynamic parameters of isothermal adsorption. The characterization of the adsorbent occurred by IR, XRD, pHPCZ, surface area (BET), micropore volume and average pore diameter. The kinetic data were best represented by the Elovich kinetic model of the adsorption isotherms by Freundlich isotherm model. The maximum adsorption capacity of the treated zeolite was 34, 71 and 77, 11 mg gˉ¹ for the crystal violet and methylene blue, respectively. The thermodynamic parameters showed that the adsorption process is exothermic (negative ΔHads) and spontaneous with positive values ΔG and ΔS of adsorption negative. The treated zeolite shows good adsorptive capacity for the studied dye material as compared to other literature as well as lower cost. / A técnica de adsorção tem sido bastante empregada no tratamento de efluentes têxteis, sobretudo na adsorção de corantes das mais diversas classes químicas utilizando materiais alternativos e de baixo custo. Nesse estudo investigou-se o potencial adsortivo de um argilomineral (zeólita maranhense) tratada com ácido clorídrico na remoção dos corantes têxteis catiônicos violeta Cristal (VC) e azul de metileno (AM) em meio aquoso. Para tanto foram estudados os efeitos de parâmetros tais como: pH, temperatura e tempo de contato, além de estudos dos parâmetros cinéticos, isotérmicos e termodinâmicos de adsorção. A caracterização do adsorvente se deu por IR, XRD, pHPCZ, área superficial (BET), volume de microporos e diâmetro médio de poros. Os dados cinéticos foram melhores representados pelo modelo cinético de Elovich, as isotermas de adsorção pelo modelo isotérmico de Freundlich. A capacidade máxima de adsorção da zeólitas tratada foi de 34, 71 e 77, 11 mg gˉ¹ para o violeta cristal e azul de metileno, respectivamente. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção mostraram que o processo é exotérmico (ΔHads negativo), espontâneo e favorável com valores de ΔG e ΔS de adsorção negativos. A zeólita tratada apresenta boa capacidade de adsorção para os corantes estudados quando comparado com outros materiais da literatura além do menor custo.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-20T22:26:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vanessa Gabriela Barbosa de Mendonça.pdf: 2616124 bytes, checksum: f417338ffbaebe9fab008a107dd2a092 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-21T17:08:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vanessa Gabriela Barbosa de Mendonça.pdf: 2616124 bytes, checksum: f417338ffbaebe9fab008a107dd2a092 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T17:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vanessa Gabriela Barbosa de Mendonça.pdf: 2616124 bytes, checksum: f417338ffbaebe9fab008a107dd2a092 (MD5) Previous issue date: 2017-03-14 / CNPq / Os problemas ambientais associados a crise de falta de água tem se tornado cada vez mais frequentes, e suas consequências são alarmantes. A indústria têxtil é responsável pela geração de grandes volumes de águas residuais, os quais são muitas vezes lançados nos corpos hídricos sem tratamento adequado. Além do efeito visual, a presença de corantes têxteis nos efluentes é tóxica aos seres vivos e aos organismos marinhos, dificultando a penetração da luz solar e interferindo na atividade fotossintética. Processos de tratamento por adsorção são aplicados na remoção de corantes nos efluentes provenientes das industrias do setor têxtil. Pesquisas por novos adsorventes buscam materiais eficientes. O objetivo desse trabalho consiste em avaliar a remoção do corante têxtil Indosol Escarlate por adsorção com macroalgas verdes Halimeda opuntia pertencente à ordem Bryopsidales (Chlorophyta). Inicialmente foi realizado tratamento ácido na alga in natura. Após permanecer imersa na solução ácida (H₂SO₄ concentração 0,5 mol.L⁻¹) por 5 minutos, a biomassa foi lavada e seca em estufa à 60 ºC por 24 horas. As micrografias comprovaram eficácia do tratamento com ácido, sendo observado maior agrupamento entre as partículas. A análise de superfície específica e porosidade (BET) evidenciou aumento percentual de 103,92% na área superficial do material adsorvente após este ser calcinado à temperatura de 1000ºC por 10 horas. O material adsorvente tratado revelou possuir área superficial grande (127 m².g⁻¹) se comparado com outros organismos. A espécie é amplamente encontrada no litoral de Pernambuco. Estudos preliminares alcançaram capacidade adsortiva de aproximadamente 22 mg.g⁻¹ ainda nos primeiros 7 minutos de adsorção (Cᴀ₀ = 50 mg.L⁻¹; Volume = 25mL; Massa = 0,05g; 400 rpm, T = 27,8 ºC). Apesar disso, o estudo do equilíbrio foi realizado em 120 minutos para garantir total aproveitamento. Os experimentos foram realizados em batelada e os resultados dos planejamentos fatoriais foram: Todos os efeitos analisados demonstram-se estatisticamente significativos em relação à capacidade adsortiva. As variáveis analisadas foram a velocidade de agitação (rpm), a granulometria, a temperatura e o tempo de calcinação. As isotermas de adsorção seguiram o modelo de Langmuir-Freundlich (30ºC, 45ºC e 65ºC), com capacidade adsortiva máxima (qₘₐₓ) à 65ºC igual a 145,67 mg.g⁻¹. O estudo termodinâmico mostrou que a reação de adsorção é espontânea, visto que a variação da energia livre de Gibbs foi negativa. O valor positivo da variação da entalpia sugeriu que a reação é endotérmica. No estudo da cinética, os resultados apresentaram melhor ajuste ao modelo de pseudo-segunda ordem, e as simulações dinâmicas demonstraram o decaimento da concentração do corante e o aumento da capacidade de adsorção ao longo do tempo. Concluiu-se que as algas Halimeda opuntia podem ser consideradas como bons candidatos para serem adsorventes do corante Indosol Escarlate. / The environmental problems associated with the lack of water has become increasingly common, and its consequences are alarming. The textile industry produces large amounts of waste, which are often not adequately treatments. In addition to the visual effect, the presence of dye in the effluent is toxic to marine organisms, interfering with the penetration of sunlight thereby impairing the photosynthetic activity. Searches are conducted to find new, more efficient materials. In this paper, the technique of adsorption were used for removal of Indosol Escarlate textile dye with green macroalgae Halimeda opuntia belonging to Bryopsidales order (Chlorophyta). Initially, acid treatment was carried out in the algae in natura. After remaining immersed in the acid solution (H₂SO₄ concentration 1N) for 5 minutes, the biomass was washed and oven dried at 60 °C for 24 hours. The micrographs confirmed the efficacy of the treatment with acid, so that larger grouping was observed among the particles. The analysis of specific surface and porosity (BET) evidenced a percentage increase of 103.92% in the surface area of the adsorbent material after it was calcined at 1000ºC for 3 hours. The treated adsorbent material revealed to have a large surface area (127 m².g⁻¹) when compared to other organisms. The species is widely found on the coast of Pernambuco. Preliminary studies reached adsorption capacity of approximately 22 mg.g⁻¹ in the first 7 minutes of adsorption (Cᴀ₀ = 50 mg.L⁻¹; V= 25mL; M = 0,05g; 400 rpm, T = 27,8 ºC). Nevertheless, the balance study was conducted in 120 minutes to ensure complete recovery. The experiments were conducted in batches and the best conditions found by technique of factorial design were: The effects of the agitation speed (rpm), the calcination temperature (ºC) and the size (μm) of the adsorbent material were statistically significant in relation to the adsorptive capacity. The effect of the calcination time (h) was not significant within the studied range. The adsorption isotherms followed the model of Langmuir-Freundlich (30°C, 45°C and 65°C), and maximum adsorption capacity (65°C) was 145.67 mg.g⁻¹. The thermodynamic study showed that the process was spontaneous (ΔG < 0). The positive value of enthalpy (ΔH > 0) suggests that the reaction is endothermic. In kinetic studies, the results showed better adjustment to the model of pseudo-second order, and dynamic simulations have shown the decrease of the dye concentration and the increase in adsorption capacity over time. It was concluded that Halimeda opuntia algae can be considered as good candidates to be adsorbent of the Indosol Scarlet dye.

O presente trabalho avaliou o potencial da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis: Azul Drimaren X-3LR (DMBLR), Azul Drimaren X-BLN (DMBBLN), Rubinol Drimaren X-3LR (DMR) e Azul Drimaren CL-R (RBBR). Parâmetros como concentração do corante, temperatura, concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e tempo de reação foram otimizados. Os ensaios de descoramento dos corantes foram realizados a partir desses resultados. As melhores condições reacionais determinadas para os corantes estudados foram: concentração do corante = 120 mg L-1, temperatura = 35C, concentração de H2O2 = 0,55 mM e tempo de reação = 1 hora. Os percentuais de descoramento dos corantes DMBLR, DMBBLN, DMR e RBBR, após o tratamento enzimático foi de 99, 77, 94 e 97%, respectivamente. O tempo reacional de 5 minutos foi suficiente para os corantes DMBLR e RBBR apresentarem elevada porcentagem de descoramento, 96% para ambos. Já os corantes DMBBLN e DMR só apresentaram elevado grau de descoramento após 1 hora de reação, sendo o corante DMBBLN o mais recalcitrante, apresentando uma melhora de 10% na porcentagem de descoramento, após 24 horas de reação. Além do grau de descoramento, também foi avaliada a toxicidade dos corantes antes e após o tratamento enzimático utilizando Daphnia pulex e Artemia salina como bioindicadores de toxicidade. Resultados toxicológicos utilizando Daphnia pulex não foram conclusivos, indicando que esse bioindicador não foi adequado para avaliar a toxicidade dos corantes estudados no meio reacional utilizado. Com o uso da Artemia salina na avaliação toxicológica foi observado uma redução da toxicidade para os corantes DMBLR, DMR e RBBR após tratamento enzimático, e um aumento da toxicidade não significativo para o corante DMBBLN. Os resultados obtidos no trabalho ressaltam a eficiência da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis estudados, sem a geração de produtos tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente / The aim of the present study was to evaluate the potential of the Horseradish peroxidase (HRP) enzyme in the decolorization of textile dyes Drimaren Blue X-3LR (DMBLR), Drimaren Blue X-BLN (DMBBLN), Drimaren Rubinol X-3LR (DMR) and Drimaren Blue CL-R (RBBR). Parameters such as concentration of the dye, temperature, concentration of hydrogen peroxide (H2O2) and reaction time were optimized. The optimum reaction conditions determined for the studied dyes were: concentration of the dye = 120 mg L-1, temperature = 35 C, concentration of H2O2 = 0.55 mM and reaction time = 1 h. The decolorization percentage of dyes DMBLR, DMBBLN, DMR and RBBR after enzymatic treatment was 99, 77, 94 and 97%, respectively. The reaction time of only 5 minutes presented high decolorization percentage for both dyes DMBLR and RBBR, about 96 %. However dyes DMBBLN and DMR showed high decolorization degree in 1 h of reaction and the dye DMBBLN, being the most recalcitrant, exhibited an improvement of 10% in the decolorization percentage after 24 h of reaction. Besides the decolorization degree, the toxicity of the studied dyes was also evaluated before and after enzymatic treatment using Daphnia pulex and Artemia salina as bioindicators. The toxicological results using Daphnia pulex were not conclusive, indicating that it was not an appropriate bioindicator to evaluate the toxicity of the tested dyes. Meanwhile when using Artemia salina for toxicological evaluation it was observed a reduction of toxicity for dyes DMBLR, DMR and RBBR after enzymatic treatment, and a not significant increase in toxicity for the dye DMBBLN. In conclusion, the obtained results emphasize the efficiency of the HRP enzyme in the decolorization of the studied textile dyes, without the generation of toxic and harmful products to the environment

A presente pesquisa descreve o preparo, caracterização e aplicação de novos adsorventes aplicados ao tratamento de efluentes contendo corantes. Os adsorventes produzidos neste estudo foram: Carvão ativado produzido por pirólise assistida por micro-ondas (AMWCST), a partir de um lodo coletado em uma Estação de Tratamento de Efluentes de curtume; e, biomassa fúngica tratada termicamente (BTV) a partir do fungo Trametes sp SC-10, os quais foram caracterizados de acordo a suas propriedades de textura e química de superfície e foram aplicados na remoção de corantes em solução aquosa e efluentes. Nesta pesquisa também se avaliou a eficiência do processo combinado entre coagulação-floculação e adsorção usando o AMWCST. Em suas propriedades estruturais, o AMWCST apresentou uma área superficial BET de 491,0 m2 g-1 e um volume total do poro de 0,440 cm3g-1, com distribuição de tamanho de poro majoritariamente mesoporosa; entretanto o BTV apresentou baixa área superficial destacando-se a formação de mesoporos. Foram estudados os equilíbrios e cinéticas de adsorção e sua correlação com modelos empíricos, para os sistemas AMWCST/PA-210 (Preto Ácido 210), e VA-357(Vermelho Ácido 357) e BTV/ AA-161 (Azul ácido 161). Para os dois primeiros sistemas empregando carvão ativado, a isoterma de adsorção de Liu foi a que descreveu melhor os dados de adsorção com capacidades máximas de 1108 mg g-1 e 589,5 mg g-1 a 298 K para PA-210 e VA-357. Para os estudos cinéticos, o modelo de ordem fraccionário de Avrami foi o melhor modelo ajustado para os dados experimentais. A BTV no entanto, mostrou uma capacidade máxima de biossorção de AA-161 de 221,7 mg g-1 a 303 K. O modelo de Langmuir foi o modelo que melhor descreveu os dados experimentais de equilibrios de biossorção e o Modelo Fraccionário de Avrami foi o que melhor descreveu a cinética de biossorção para o corante. A eficiência de remoção do adsorvente AMWCST no efluente sintético simulado foi de 93,79% e do BTV em um efluente simulado similar ao do processo de acabamento molhado de couro foi de 89,47%, indicando que a BTV é também um bom biossorvente para o tratamento de efluentes industriais. Finalmente, enquanto ao estudo de combinação de processos de coagulação-floculação com adsorção usando o AMWCST, este mostrou resultados eficazes na remoção do corante PA-210, em efluentes do processo de acabamento molhado, obtendo 85,20% de remoção do corante em comparação com o carvão comercial, o qual apresentou 88,64%. Além disso, utilizando o AMWCST, obtiveram-se reduções de 68,44%, 13,44% e 42,81% para COT, sódio total e amônio. / The present research describes the preparation, characterization and application of new adsorbents for the treatment of effluents contaminated with dyes. An adsorbent was activated carbon produced by pyrolysis microwave-assisted (AMWCST), from a sludge collected at a tannery Treatment Plant; The other adsorbent was a thermally treated fungal biomass (BTV) from Trametes sp. SC-10 fungi, which were characterized according to their texture and surface chemistry properties and were applied in the removal of dyes in aqueous solution and effluents. In this research, the efficiency of the combined coagulation-flocculation and adsorption process using the AMWCST was also evaluated. As for the texture properties, the AMWCST presented a BET surface area of 491.0 m2g-1 and a total pore volume of 0.440 cm3g-1, with mesoporous pore size distribution; However, BTV presented low surface area, highlighting the formation of mesopores. As for adsorption equilibria and kinetics and their correlation with theoretical models, for the AMWCST / AB-210, and AR-357 and BTV/AB-161 systems. For the first two systems using activated carbon, the Liu adsorption isotherm was the model that best described the adsorption data with maximum capacities of 1108 mg g-1 and 589,5 mg g-1 at 298 K for AB- 210 and AR- 357. For the kinetic studies, the Avrami fractional order model was the best-fit model for the experimental data. BTV however, showed a maximum AB-161 biosorption capacity of 221.7 mg g-1 at 303K. The Langmuir model was the model that best described the experimental data of biosorption equilibria and the Avrami Fractional Model best described the kinetics of biosorption for the dye. The adsorption efficiency of the AMWCTS in the synthetic simulated effluent was 93.79% and the BTV in a simulated effluent similar to that of the wet-end process in the leather industry was 89.47%, indicating that BTV is also a good biosorbent for the treatment of industrial effluents. Finally, while studying the combination of coagulation-flocculation processes with adsorption using the AMWCST, it showed efficient results in the removal of the AB-210 dye in wet-end process effluents, obtaining 85.20% dye removal compared with commercial activated carbon, which had 88.64%. In addition, using AMWCST, reductions of 68.44%, 13.44% and 42.81% were obtained for TOC, total sodium and ammonium.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Química, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Profs. Doutores José Miguel Loureiro e Rui Alfredo da Rocha Boaventura

A presente pesquisa descreve o preparo, caracterização e aplicação de novos adsorventes aplicados ao tratamento de efluentes contendo corantes. Os adsorventes produzidos neste estudo foram: Carvão ativado produzido por pirólise assistida por micro-ondas (AMWCST), a partir de um lodo coletado em uma Estação de Tratamento de Efluentes de curtume; e, biomassa fúngica tratada termicamente (BTV) a partir do fungo Trametes sp SC-10, os quais foram caracterizados de acordo a suas propriedades de textura e química de superfície e foram aplicados na remoção de corantes em solução aquosa e efluentes. Nesta pesquisa também se avaliou a eficiência do processo combinado entre coagulação-floculação e adsorção usando o AMWCST. Em suas propriedades estruturais, o AMWCST apresentou uma área superficial BET de 491,0 m2 g-1 e um volume total do poro de 0,440 cm3g-1, com distribuição de tamanho de poro majoritariamente mesoporosa; entretanto o BTV apresentou baixa área superficial destacando-se a formação de mesoporos. Foram estudados os equilíbrios e cinéticas de adsorção e sua correlação com modelos empíricos, para os sistemas AMWCST/PA-210 (Preto Ácido 210), e VA-357(Vermelho Ácido 357) e BTV/ AA-161 (Azul ácido 161). Para os dois primeiros sistemas empregando carvão ativado, a isoterma de adsorção de Liu foi a que descreveu melhor os dados de adsorção com capacidades máximas de 1108 mg g-1 e 589,5 mg g-1 a 298 K para PA-210 e VA-357. Para os estudos cinéticos, o modelo de ordem fraccionário de Avrami foi o melhor modelo ajustado para os dados experimentais. A BTV no entanto, mostrou uma capacidade máxima de biossorção de AA-161 de 221,7 mg g-1 a 303 K. O modelo de Langmuir foi o modelo que melhor descreveu os dados experimentais de equilibrios de biossorção e o Modelo Fraccionário de Avrami foi o que melhor descreveu a cinética de biossorção para o corante. A eficiência de remoção do adsorvente AMWCST no efluente sintético simulado foi de 93,79% e do BTV em um efluente simulado similar ao do processo de acabamento molhado de couro foi de 89,47%, indicando que a BTV é também um bom biossorvente para o tratamento de efluentes industriais. Finalmente, enquanto ao estudo de combinação de processos de coagulação-floculação com adsorção usando o AMWCST, este mostrou resultados eficazes na remoção do corante PA-210, em efluentes do processo de acabamento molhado, obtendo 85,20% de remoção do corante em comparação com o carvão comercial, o qual apresentou 88,64%. Além disso, utilizando o AMWCST, obtiveram-se reduções de 68,44%, 13,44% e 42,81% para COT, sódio total e amônio. / The present research describes the preparation, characterization and application of new adsorbents for the treatment of effluents contaminated with dyes. An adsorbent was activated carbon produced by pyrolysis microwave-assisted (AMWCST), from a sludge collected at a tannery Treatment Plant; The other adsorbent was a thermally treated fungal biomass (BTV) from Trametes sp. SC-10 fungi, which were characterized according to their texture and surface chemistry properties and were applied in the removal of dyes in aqueous solution and effluents. In this research, the efficiency of the combined coagulation-flocculation and adsorption process using the AMWCST was also evaluated. As for the texture properties, the AMWCST presented a BET surface area of 491.0 m2g-1 and a total pore volume of 0.440 cm3g-1, with mesoporous pore size distribution; However, BTV presented low surface area, highlighting the formation of mesopores. As for adsorption equilibria and kinetics and their correlation with theoretical models, for the AMWCST / AB-210, and AR-357 and BTV/AB-161 systems. For the first two systems using activated carbon, the Liu adsorption isotherm was the model that best described the adsorption data with maximum capacities of 1108 mg g-1 and 589,5 mg g-1 at 298 K for AB- 210 and AR- 357. For the kinetic studies, the Avrami fractional order model was the best-fit model for the experimental data. BTV however, showed a maximum AB-161 biosorption capacity of 221.7 mg g-1 at 303K. The Langmuir model was the model that best described the experimental data of biosorption equilibria and the Avrami Fractional Model best described the kinetics of biosorption for the dye. The adsorption efficiency of the AMWCTS in the synthetic simulated effluent was 93.79% and the BTV in a simulated effluent similar to that of the wet-end process in the leather industry was 89.47%, indicating that BTV is also a good biosorbent for the treatment of industrial effluents. Finally, while studying the combination of coagulation-flocculation processes with adsorption using the AMWCST, it showed efficient results in the removal of the AB-210 dye in wet-end process effluents, obtaining 85.20% dye removal compared with commercial activated carbon, which had 88.64%. In addition, using AMWCST, reductions of 68.44%, 13.44% and 42.81% were obtained for TOC, total sodium and ammonium.